Durham Üniversitesi liderliğindeki gökbilimciler, DiRAC HPC tesisindeki kütleçekimsel mercekleme ve süper bilgisayar simülasyonlarından yararlanarak, kütlesi Güneş’inkinden 30 milyar kat daha fazla olan, şimdiye kadar bulunan en büyük kara deliklerden birini keşfettiler. Evrende seyahat eden ışığı simüle eden bu çığır açan teknik, araştırmacıların ışığın yolunu gerçek Hubble Uzay Teleskobu görüntülerinde görüldüğü gibi doğru bir şekilde tahmin etmelerini sağladı. Keşif, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society’de yayınlandı.
Gökbilimcilerden oluşan bir ekip, kütleçekimsel merceklenme adı verilen bir fenomenden yararlanarak şimdiye kadar bulunan en büyük kara deliklerden birini keşfetti.{4 }
Işığı büken yerçekimi
İngiltere, Durham Üniversitesi liderliğindeki ekip, ön plandaki bir galaksinin ışığı daha uzaktaki bir nesneden büküp büyüttüğü yerçekimsel mercekleme ve DiRAC’ta süper bilgisayar simülasyonları kullandı. HPC tesisi, ekibin Dünya’dan yüz milyonlarca ışıkyılı uzaklıktaki bir galaksideki bir karadelik tarafından ışığın nasıl büküldüğünü yakından incelemesini sağladı.
Ekip, ışığın Evrende yüzbinlerce kez yolculuk ettiğini simüle etti, her simülasyon farklı kütleli bir kara delik içerir ve ışığın Dünya’ya olan yolculuğunu değiştirir.
Bir kara deliğin yoğun yerçekimi alanının etrafındaki alanı bozduğu bir kara delik sanatçı izlenimi. Bu, neredeyse doğrudan arkasında sıralanan arka plan ışığı görüntülerini belirgin dairesel halkalar halinde çarpıtır. Bu yerçekimsel “mercekleme” etkisi, ışık bükülmesinin ne kadar önemli olduğuna bağlı olarak karadeliklerin varlığını anlamak ve kütlelerini ölçmek için bir gözlem yöntemi sunar. Hubble Uzay Teleskobu, ışığı güneşin kütlesinin bir milyar katından fazla olan süper kütleli karadeliklere ev sahipliği yapması beklenen ön yer gökadalarının merkezlerinin çok yakınından geçen uzak gökadaları hedefler. Kredi: ESA/Hubble, Digitized Sky Survey, Nick Risinger (skysurvey.org), N. Bartmann
Güneşimizin kütlesinin 30 milyar katı
Araştırmacılar ultra kütleli bir kütleyi dahil ettiklerinde Simülasyonlarından birindeki kara delik, uzak galaksiden gelen ışığın Dünya’ya ulaşmak için izlediği yol, Hubble Uzay Teleskobu tarafından çekilen gerçek görüntülerde görülen yolla eşleşiyordu.
Ekibin bulduğu şey, ultra kütleli bir siyahtı. ön galakside, Güneşimizin kütlesinin 30 milyar katından fazla olan bir nesne olan delik – gökbilimciler tarafından nadiren görülen bir ölçek.
Bu, kütleçekimsel mercekleme kullanılarak bulunan ilk kara deliktir ve bulgular bugün (Mart) yayınlandı. 29), Monthly Notices of the Royal Astronomical Society dergisinde.
Astronomların, Dünya’da güneş kütlesinin 30 milyar katı bir kara delik keşfetmek için kütleçekimsel merceklemeyi nasıl kullandıklarını gösteren bir video. 2 milyar ışıkyılı uzaklıkta bir galaksi. Kredi: Durham Üniversitesi
Kozmik zamanda geriye bakış
Bildiğimiz en büyük kara deliklerin çoğu, kara deliğin yakınına çekilen maddenin ısınıp salındığı aktif durumdadır. ışık, X-ışınları ve diğer radyasyon şeklinde enerji.
Kütleçekimsel mercekleme, şu anda uzak galaksilerde mümkün olmayan etkin olmayan kara delikleri incelemeyi mümkün kılar. Bu yaklaşım, astronomların önceden düşündüklerinden çok daha fazla aktif olmayan ve ultra kütleli kara delikler keşfetmelerine ve bunların nasıl bu kadar büyüdüklerini araştırmalarına olanak sağlayabilir.
Bu özel keşfin hikayesi, 2004 yılında Durham Üniversitesi’nden astronom Profesör Alastair Edge’in, bir galaksi araştırmasının görüntülerini incelerken dev bir kütleçekimsel merceğin kavisini fark etti.
NASA’nın Hubble teleskobundan ve Durham Üniversitesi’ndeki DiRAC COSMA8 süper bilgisayar tesislerinden alınan son derece yüksek çözünürlüklü bazı görüntülerin yardımıyla 19 yıl ileri sarın , Dr. Nightingale ve ekibi bunu tekrar ziyaret edip daha fazla keşfetmeyi başardı.
Kara deliklerin gizemlerini keşfetme
Ekip, bunun kara deliklerin daha derin bir şekilde keşfedilmesini sağlamanın ilk adımı olduğunu umuyor. kara deliklerin gizemleri ve geleceğin büyük ölçekli teleskopları, gökbilimcilerin boyutları ve ölçekleri hakkında daha fazla bilgi edinmek için daha da uzaktaki kara delikleri incelemelerine yardımcı olacak.
Referans: “Abell 1201: ultra kütleli bir kara deliğin tespiti JW Nightingale, Russell J Smith, Qiuhan He, Conor M O’Riordan, Jacob A Kegerreis, Aristeidis Amvrosiadis, Alastair C Edge, Amy Etherington, Richard G Hayes, Ash Kelly, John R Lucey ve Richard J Massey tarafından yazılan güçlü bir çekimsel mercek” , 29 Mart 2023, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
DOI: 10.1093/mnras/stad587
Araştırma, Birleşik Krallık Uzay Ajansı, Royal Society, the Royal Society tarafından desteklenmiştir. Bilim ve Teknoloji Tesisleri Konseyi (STFC), Birleşik Krallık Araştırma ve Yenilik’in (UKRI) bir parçası ve Avrupa Araştırma Konseyi.
Bu çalışmada, DiRAC Yüksek Performanslı Bilgi İşlem tesisi adına Cambridge Üniversitesi ve Durham Üniversitesi tarafından barındırılan DiRAC Yoğun Veri Hizmeti (CSD3) ve DiRAC Yoğun Bellek Hizmeti (COSMA8) kullanıldı.